WO1997018452A2 - Verfahren zur überprüfung der funktionsbereitschaft einer armatur - Google Patents

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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment

Definitions

  • the invention relates to a method for checking the operational readiness of a valve, at least one measured value for a valve-specific quantity being determined and compared with a previously defined value.
  • valve-specific sizes for example the torque, the friction of the stuffing box or the nut or the idling power under conditions close to the requirements.
  • Conditions close to requirements are conditions such as high temperature and high pressure which the valve still has to withstand, but which are rarely achieved when the valve is in operation. An error in the valve was indicated or suspected if such measured values changed over time.
  • the invention is based on the object of specifying a method for checking the operational readiness of a valve which only provides an error message if the operational readiness of the valve is really endangered. Furthermore, the proof of the operational readiness of the valve should be simple measurement to be carried out at ambient pressure and ambient temperature possible sem. Such a measurement could take place in a power plant, for example, during the inspection period.
  • the object is achieved according to the invention in that the measured value in the cold and depressurized state of the valve is tuned and compared with a value for the valve-specific size determined analytically from a functional model of the valve that an upper value is used for this analytically determined value and a lower limit value are determined which are still associated with tolerable states of the valve
  • ADAM valve diagnosis and evaluation method
  • the measurement is usually carried out from the energy supply of the valve actuator (e.g. from the switchgear). Calibration measurements can be carried out on site to increase the accuracy as required.
  • the advantage of the method according to the invention is that the limit values for each valve-specific size are based on the design reserve of the valve an error message is omitted if the valve's operational readiness is not endangered.
  • the inclusion of the limit values in the check also has the advantage that minor changes in valve-specific sizes do not lead to a premature error message.
  • the advantage is achieved that a prediction of the valve behavior under requirements, i.e. When the fitting is intended to be used, when the temperature and pressure are high, it is possible to measure the ambient pressure and the ambient temperature on the basis of a measurement which can be carried out very easily
  • an upper and a lower target value are also determined for the analytically determined value, which cover the natural fluctuation of the analytically determined value. Then it is displayed that the valve behaves according to the design if the measured value lies between the upper and the lower setpoint.
  • the setpoint deviates less than the limit from the analytically determined value. While the setpoint only takes natural fluctuations into account, the limit value includes the fluctuations that are still tolerable for the operational readiness. Namely, a fitting is always constructed in such a way that a fitting-specific size can deviate more than the natural fluctuation from the required value without the function of the fitting being impaired.
  • the necessary design of the valve includes the so-called design reserve.
  • the additional advantage is achieved by the additional orientation to the target values, which is determined by the natural fluctuation of the analytically determined value, that it is recognized early if the valve does not behave as designed, but is still functional. Effective maintenance work can then be initiated in a condition-oriented manner. It is not necessary to replace the valve, since it is still operational
  • an upper and a lower tolerance value are determined, which are due to the measuring accuracy.
  • the readiness for functionality or the design behavior of the Armatui can already be denied if the lower tolerance value is less than the lower limit value CZ ⁇ .
  • Setpoint or the upper tolerance value is greater than the upper limit or setpoint
  • the valve closes, for example, the drive, the power supply and the switching elements.
  • the valve can be driven electrically, magnetically, pneumatically, hydraulically or by its own medium.
  • the measurement values are determined depending on the type of fitting by means of suitable measurement sensors and measurement methods.
  • Valve-specific sizes can, for example, the idle power, the running torque, the spindle force, the valve stroke, the response current, the relief pressure and / or the running time.
  • the functional model can determine the behavior of the valve via the stroke or both via the stroke and in the end positions "OPEN" and "CLOSE".
  • the deviation of a measured value from the limit value or setpoint value is determined for several fittings and an error is already displayed for a fitting if the measured value deviates from the limit value or setpoint value more than for the majority of fittings.
  • the advantage is achieved, in particular for condition-based maintenance, that only those fittings are recognized as defective whose repair is really necessary.
  • the setpoints by considering the setpoints, by determining the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer Armatur, wobei mindestens ein Messwert für eine armaturenspezifische Grösse bestimmt und mit einem zuvor festgelegten Wert verglichen wird. Es ist vorgesehen, dass der Messwert im kalten und drucklosen Zustand der Armatur bestimmt und mit einem analytisch aus einem Funktionsmodell der Armatur bestimmten Wert für die armaturenspezifische Grösse verglichen wird. Für diesen analytisch bestimmten Wert wird ein oberer und ein unterer Grenzwert festgelegt, die noch tolerierbaren Zuständen der Armatur zugeordnet sind (Auslegungsreserve). Es wird angezeigt, dass die Armatur funktionsbereit ist, wenn der Messwert zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert liegt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer Ar¬ matur .
Die Erfindung betrifft em Verfahren zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer Armatur, wobei mindestens ein Meßwert für eine armaturenspezifische Große bestimmt und mit einem zuvor festgelegten Wert verglichen wird.
Zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer Armatur war es bisher üblich, m Abstanden bestimmte armaturenspezifische Großen, beispielsweise das Drehmoment, die Reibung der Stopf¬ buchse oder der Spmdelmutter oder auch die Leerlaufieistung unter anforderungsnahen Bedingungen zu messen. Anforderungs¬ nahe Bedingungen, sind dabei solche Bedingungen, wie hohe Temperatur und hoher Druck, der die Armatur noch standhalten muß, die aber beim Betrieb der Armatur nur selten erreicht werden. Em Fehler der Armatur wurde dann angezeigt oder ver- mutet, wenn sich solche Meßwerte im Laufe der Zeit veränder¬ ten.
Messungen unter anforderungsnahen Bedingungen sind sehr auf¬ wendig oder sogar, z.B. bei sehr hohen Temperaturen, über- haupt nicht durchfuhrbar. Anforderungsnahe Bedingungen sind darüber hinaus m einer Anlage, deren Bestandteil die Armatur ist, nur schwer simulierbar, da z.B. Druck und Temperatur er¬ höht werden müssen. Unter solchen Bedingungen gewonnene Er¬ gebnisse sind folglich schwer zu interpretieren. Damit ein Fehler der Armatur nicht übersehen wird, war es bisher üb¬ lich, schon bei geringen Veränderungen der Meßwerte einen Fehler anzuzeigen. Da eine Reparatur oder sogar ein Austausch einer fehlerhaften Armatur sehr aufwendig ist und m der Re¬ gel nur beim Stillstand der gesamten Anlage, die ein Kern- o kraftwerk sein kann, möglich ist, ist eine frühzeitige oder falsche Fehlermeldung unwirtschaftlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, em Verfahren zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer Armatur anzuge¬ ben, das nur dann eine Fehlermeldung vorsieht, wenn die Funk¬ tionsbereitschaft der Armatur wirklich gefährdet ist Daruoer hinaus soll der Nachweis der Funktionsbereitschaft dei Arma¬ tur mit einer einfach durchzuführenden Messung bei Umgebungs- druck und Umgebungstemperatur möglich sem. Eine so1er.e Mes¬ sung konnte in emem Kraftwerk beispielsweise während der ge¬ liehen Revisionszeit erfolgen.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost , αaß der Meßwert im kalten und drucklosen Zustand der Armatur Gestimmt und mit einem analytisch aus einem Funktionsmodell der Arma¬ tur bestimmten Wert für die armaturenspezifische Große ver¬ glichen wird, daß für diesen analytisch bestimmten Wert em oberer und em unterer Grenzwert festgelegt werden, die noch tolerierbaren Zustanden der Armatur zugeordnet sind
(Auslegungsreserve) , und daß angezeigt wird, daß die Armatur funktionsbereit ist, wenn der Meßwert zwischen dem oberen unc dem unteren Grenzwert liegt.
Ein solches Verfahren wird Armaturen-Diagnose- und Auswerte- Methode (ADAM) genannt.
Die Messung wird in der Regel von der Energieversorgung αes Antriebes der Armatur (z.B. von der Schaltanlage) aus durch- gefuhrt. Zur Erhöhung der Genauigkeit smd nach Bedarf Kali briermessungen vor Ort möglich.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird der Vorteil er¬ zielt, daß dadurch, daß für jede armaturenspezifische Große die Grenzwerte aufgrund der Auslegungsreserve der Armatur festgelegt werden, eine Fehlermeldung unterbleibt, wenn die Funktionsbereitschaft der Armatur nicht gefährdet ist . Durch die Einbeziehung der Grenzwerte m die Überprüfung wird auch der Vorteil erzielt, daß geringfügige Änderungen emer arma- turenspezifischen Große nicht zu einer vorzeitigen Fehlermel¬ dung fuhren .
Darüber hinaus wird der Vorteil erzielt, daß eine Vorhersage des Armaturenverhaltens unter Anforαerungsbedmgungen, d.h. beim vorgesehenen Einsatz der Armatur , wenn eine hone Tempe¬ ratur und em honer Druck herrschen, auf der Basis einer senr einfach durchfuhrbaren Messung Dei UmgebungsdrucK und Umge¬ bungstemperatur möglich ist
Beispielsweise wird für den analytisch bestimmten Wert auch em oberer und em unterer Sollwert festgestellt, die die na¬ türliche Schwankung des analytisch bestimmten Wertes abdek- ken. Dann wird angezeigt, daß die Armatur sich auslegungsge- maß verhalt, falls der Meßwert zwischen dem oberen und dem unteren Sollwert liegt.
Der Sollwert weicht vom analytisch bestimmten Wert weniger ao als der Grenzwert. Wahrend der Sollwert nur natürliche Schwankungen berücksichtigt, umfaßt der Grenzwert die für die Funktionsbereitschaft noch tolerierbaren Schwankungen. Eine Armatur ist namlich stets derart aufgebaut, daß eine armatu¬ renspezifische Große von dem geforderten Wert mehr als die natürliche Schwankung vorgibt abweichen kann, ohne daß die Funktion der Armatur beeinträchtigt ist. Die dazu notwendige Auslegung der Armatur beinhaltet die sogenannte Auslegungsre¬ serve .
Durch die zusätzliche Orientierung an den Sollwerten, die durch die natürliche Schwankung des analytisch bestimmten Wertes bestimmt smd, wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß frühzeitig erkannt wird, wenn sich die Armatur nicht auε- legungsgemaß verhalt, aber noch funktionsbereit ist. Es kön¬ nen dann wirksame Wartungsarbeiten zustandsorientiert einge¬ leitet werden. Em Austausch der Armatur ist, da sie nocn funktionsbereit ist, nicht erforderlich
Für den Meßwert wird z.B. em oberer und ein unterer Tcle- ranzwert bestimmt, die auf die Meßgenauigkeit zuruckzufunren smd. Es kann dann bereits die Funktumsbereitschaft bzw. das auslegungsgemaße Verhalten der Armatui verneint werden, wenn der untere Toleranzwert kleiner als der untere Grenzwert CZΛ . Sollwert oder der obere Toleranzwert großer als der obere Grenzwert bzw. Sollwert ist
Die Armatur schließt beispielsweise den Antrieb, die Strom¬ versorgung und die Schaltelemente em Die Armatur kann elek¬ trisch, magnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder durcb Ei- genmedium angetrieben sein. Die Bestimmung der Meßwerte er¬ folgt j e nach der Art der Armatur durch geeignete Meßaufneh- mer und Meßmethoden. Armaturenspezifische 3roßen können bei¬ spielsweise die Leerlaufleistung, das Laufmoment, die Spin¬ delkraft, der Armaturenhub, der Ansprechstrom, der Entla¬ stungsdruck und/oder die Laufzeit sem Das Funktionsmodell kann das Verhalten der Armatur über den Hub oder sowohl über den Hub als auch in den Endlagen „AUF" und „ZU" beschreioen.
Das zur analytischen Bestimmung eines Wertes aufgestellte Funktionsmodell ist experimentell verifiziert. Seme Anwend¬ barkeit für die jeweilige Armaturenausfuhrung ist durch Fe- stigkeitsberechnungen mit Regeln der Mechanik und Konstrukti- onsbewertungen basierend auf Versuchsergebnisεen abgesichert.
Beispielsweise werden mehrere Meßwerte bestimmt und em Feh¬ ler der Armatur wird angezeigt, wenn die Meßwerte einem Trend unterliegen. Mit einer solchen Trendverfolgung wird der Vor- teil erzielt, daß scnon dann, wenn die Meßwerte noch inner¬ halb der beiden Grenzwerte bzw. Sollwerte liegen, eine Ver¬ schlechterung des Zustandes der Armatur erkannt werden kann.
Beispielsweise wird für mehrere Armaturen jeweils die Abwei¬ chung eines Meßwertes vom Grenzwert oder Sollwert bestimmt und es wird für eine Armatur bereits em Fehler angezeigt, wenn der Meßwert mehr als bei der Mehrzahl der Armaturen vom Grenzwert bzw. Sollwert abweicht. Eine solche statistische Auswertung fuhrt vorteilhaftweise dazu, daß frühzeitig, wenn die Meßwerte noch innerhalb der beiden Grenzwerte bzw. Soll¬ werte liegen, die weniger zuverlässigen Armaturen erkannt werden können, obwohl sie zu diesem Zeitpunkt noch nicnt re¬ paraturbedürftig smd.
Durch Online-Messungen mit zentraler Auswerteerfassung kann bedingt durch die damit erreichbare Meßhaufigkeit die Aussa¬ gegenauigkeit von Trendverfolgung und statistischer Auswer¬ tung erhöht werden
Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird insbesondere für eine zustandεorientierte Instandhaltung der Vorteil erzielt, daß nur solche Armaturen als fehlerhaft erkannt werden, deren Reparatur wirklich notwendig ist. Andererseits werden durch die Betrachtung der Sollwerte, durch die Ermittlung der
Trends und durch die statistische Betrachtung Armaturen er¬ kannt, die noch nicht reparaturbedürftig smd, die jedoch bei spateren Überprüfungen besonders zu beachten sind. Darüber hinaus wird der Vorteil erzielt, daß die erforderlichen Meε- sungen wahrend üblicher Revisionszeiten bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur durchgeführt werden können

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer Armatur, wobei mindestens ein Meßwert für eine armaturenspe- zifische Große bestimmt und mit einem zuvor festgelegten Wert verglichen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Meßwert im kalten und drucklosen Zustand der Armatur bestimmt und mit einem analytisch aus einem Funktionsmodell der Arma- tur bestimmten Wert für die armaturenspezifische Große ver¬ glichen wird, daß für diesen analytisch bestimmten Wert em oberer und em unterer Grenzwert festgelegt werαen, die noch tolerierbaren Zustanden der Armatur zugeordnet smd (Auslegungsreserve) , und daß angezeigt wird, daß die Armatur funktionsbereit ist, wenn der Meßwert zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert liegt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für den analytisch bestimmten Wert em oberer und em unterer
Sollwert festgestellt werden, die die natürliche Schwankung des analytisch bestimmten Werts abdecken, und daß angezeigt wird, daß die Armatur sich auslegungsgemaß verhält, wenn der Meßwert zwischen dem oberen und dem unteren Sollwert liegt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Armatur Antrieb, Stromversorgung und Schaltelemente ein¬ schließt
4. Verfahren nach emem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Funktionsmodell das Verhalten der Armatur über den Hub oder sowohl über den Hub als auch m den Endlagen „AUF" und „ZU" beschreibt .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß meh¬ rere Meßwerte bestimmt werden und em Fehler der Armatur an¬ gezeigt wird, wenn die Meßwerte emem Trend unterliegen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für mehrere Armaturen jeweils die Abweichung eines Meßwertes vom Grenzwert oder Sollwert bestimmt wird, und daß für eine Arma- tur bereits em Fehler angezeigt wird, wenn der Meßwert mehr als bei der Mehrzahl der Armaturen vom Grenzwert oder Soll¬ wert abweicht .
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